Тема: САМОДИФФУЗИЯ ИОНОВ В ЭЛЕКТРОЛИТЕ НА ОСНОВЕ ФОСФОНИЙ БИС(СОЛИЦИЛАТО)БОРАТНОЙ ИОННОЙ ЖИДКОСТИ

Постоянное выделение углекислого газа в атмосферу приводит к катастрофическим и необратимым процессам на нашей планете, таким как повышение уровня мирового океана, таяние льдов полярных шапок, загрязнение сельскохозяйственных угодий, наводнения и.т.п. В связи с этим, актуальным становиться задача создания эффективных устройств для хранения электрической энергии для транспортных и других технологических процессов, использующих углеводородное сырьё для осуществления своей деятельности. В этом контексте литий-ионные батареи привлекают внимание исследователей благодаря своей высокой плотности энергии, приемлемым циклом жизни, достаточно низкой саморазрядкой. Электролит является ключевым компонентом литий-ионной батареи, действующего в качестве проводника ионов. Самые распространенные электролиты это LiAsF6, LiBF4, LiPF6, LiFePO4, LiClO4, LiN (SO2F)2 и LiN (SO2CF3)2 в сочетании с органическими растворителями, такими как этиленкарбонат и диметилкарбонат. Разрабатываемые на основе ионных жидкостей электролиты должны обладать следующими свойствами:
• иметь широкое электрохимическое окно;
• обладать высокой ионной проводимостью;
• обладать высокой химической и тепловой стабильностью;
• химической инертностью к другим компонентам батареи, таким как электроды, сепаратор, клеточный упаковочный материал;
• безопасность в использовании, нетоксичность;
• экономичностью и возможностью вторичной переработки.
Большая исследовательская работа была проделана, чтобы идентифицировать электролиты, которые могли бы отвечать требованиям литий-ионных батарей. Однако, несмотря на приложенные усилия, поиск безопасных и эффективных электролитов остается актуальной задачей. В этой связи ионные жидкости обладают рядом физикохимических свойств, таких как высокая ионная проводимость, высокая химическая и электрохимическая стабильность, не воспламеняемость, не летучесть, высокая тепловая стабильность и широкий диапазон нахождения в жидкообразном состоянии.
Ионные жидкости являются солями, состоящими из катионов и анионов, которые являются жидкостями при температуре ниже 100°С. Ионные жидкости могут смешиваться с подходящими солями лития, чтобы создать электролит для литий-ионных батарей. Необычные свойства электролитов на основе ионных жидкостей делают их привлекательными в качестве альтернативных электролитов по сравнению с обычными органическими электролитами. Однако имеются и недостатки электролитов на основе ионных жидкостей. Например, достаточно высокая вязкость и стоимость ионных жидкостей, которые необходимо уменьшить, чтобы они были конкурентными с обычными органическими электролитами. Смешивание ионных жидкостей с органическими растворителями - это один из самых простых и лучших способов не только уменьшить вязкость и стоимость ионной жидкости, но также улучшить транспортные и электрохимические свойства электролитов.
Целью данной работы было исследование трибутилоктилфосфония бис(солицилато)боратной ионной жидкостью в присутствии соли лития и эфира дибутилдиэтилен гликоля в качестве органического растворителя. В работе исследовалась трансляционная подвижность составляющих полученного электролита в зависимости от температуры, концентрации некоторых компонент.

Купить

На основе полученных экспериментальных данных можно сделать следующие выводы:
1. установлено, что коэффициенты самодиффузии катиона, аниона и ионов лития монотонно уменьшаются при увеличении концентрации соли Li[BScB] в ионной жидкости и возрастают с увеличением температуры;
2. показано, что коэффициенты самодиффузии и энергии активации анионов и катионов ионной жидкости совпадают;
3. показано, что разбавление ионной жидкости органическим растворителем (дибутиловым эфиром диэтиленгликоля) приводит к увеличению коэффициентов самодиффузии всех компонент электролита;
4. показано увеличение кажущейся энергии активации всех компонент электролита с ростом концентрации соли Li[BScB];
5. сделано предположение об образовании ассоциатов из ионов в электролите, которые могут изменять свой гидродинамический радиус с увеличением концентрации соли Li[BScB].

Купить